Краткий обзор основных понятий, законов и формул, изученных ранее. Обсуждение вопросов итогового теста

Общая информация о лекциях
Занятия по физике проводятся каждый второй четверг, начиная с 13.10.16 в 16.00
Урок начинается с теста по материалам предыдущей лекции

Что такое коллектор и ловушка
Коллектор – горная порода, обладающая пустотным пространством, заполненным флюидами – водой, нефтью и газом, в котором возможно их перемещения под действием межмолекулярных сил, силы тяжести и перепада пластового давления. По форме пустотного пространства коллекторы подразделяются на два типа: поровые и трещинные.
Ловушка – часть природного резервуара, в котором устанавливается равновесия между, с одной стороны, внешним давлением, вызывающим перемещение воды и растворенных в ней веществ, нефти, свободного газа в породах-коллекторах, и с другой – силами, препятствующими перемещению. Наиболее простая ловушка – пласт-коллектор в антиклинали.

Нефтематеринская порода – это в основном подводные, глинисто-карбонатные осадки, накапливающиеся в областях длительного прогибания, обогащенные органическим веществом
Природный резервуар – пласт, участок пласта или группа сообщающихся пластов, обладающих поровым (межзерновым) каверновым или трещинным пространством, вмещающим жидкость или газ, которые могут перемещаться.
Покрышки или флюидоупоры - породы, препятствующие уходу (миграции) нефти, газа и воды из коллектора. Эти породы могут перекрывать коллектор сверху или замещать его по площади и т.д.
Где формируется нефть
Где накапливается нефть
Чем задерживается нефть
Что необходимо для формирования газонефтяного месторождения

Типы ловушек

Пористость
Пористость - одно из наиболее важных свойств горной породы!
Под пористостью горной породы понимается наличие в ней пор (пустот). Пористость характеризует способность горной породы вмещать жидкости и газы.
Общий объем
Объем частиц
Объем пор

Виды пористости
Общая пористость определяется как суммарный объем всего порового пространства, которое включает в себя открытые и закрытые поры.
Под открытой пористостью понимают объем связанных между собой пор.
Эффективной пористостью является тот объем порового пространства, через которое возможна фильтрация флюидов.

V1
Задача
V2
V3
V4
Записать формулы для всех видов пористости: общая, открытая, эффективная.
Флюид движется по объему V1
Объем V1 связан с V2 и V4

Насыщенность
Насыщенность определяет, какую часть порового пространства занимает рассматриваемый флюид. Насыщенность является количественной мерой и выражается в долях или процентах от порового объема.
- коэффициент нефтенасыщенности
- коэффициент газонасыщенности
- коэффициент водонасыщенности

Смачиваемость
(гидрофильная порода)
(гидрофобная порода)

Проницаемость – способность породы пласта пропускать флюид при наличии перепада давления
Абсолютная проницаемость – проницаемость породы, заполненной одним флюидом (водой или нефтью). Не зависит от насыщающего флюида.
Эффективная проницаемость (фазовая) – проницаемость породы для отдельно взятого флюида (Ko, Kw), когда число присутствующих в породе фаз больше единицы. Эффективная проницаемость зависит от флюидонасыщения (степени насыщенности флюидов и их физико-химических свойств).
Относительная проницаемость (Kro, Krw) – отношение эффективной проницаемости (Ko, Kw) к абсолютной проницаемости:
Kro = Ko / Ka Krw = Kw / Ka
Проницаемость

Линейный закон фильтрации Дарси

Лабораторные исследования относительных фазовых проницаемостей

Фазовые проницаемости:
гидрофильная порога vs гидрофобная

Давление насыщения.
Давление насыщения (Pb) - давление, при котором газ начинает выделяться из жидкости. Зависит от соотношения объемов нефти и растворенного газа, от их состава и пластовой температуры.
В природных условиях давление насыщения может соответствовать пластовому или же быть меньше его. При первом условии нефть будет полностью насыщена газом, при втором недонасыщена.

Газосодержание vs газовый фактор
Газосодержание пластовой нефти – отношение количества газа, выделившегося из нефти при изменении условий от пластовых до стандартных к объему дегазированной нефти при стандартных условиях
Rsb = Vгаза из нефти / Vнефти при ст усл
Глубинная проба
газ
нефть
Vr
Стандартные условия (0.101325 МПа, 20 C)
Vнефти при ст усл
Vгаза
Газовый фактор – отношение количества газа, которое получено на поверхности к объему дегазированной нефти при стандартных условиях
ГФ = (Vгаза из нефти + Vгаза из газ шапки) / Vнефти при ст усл

Вопрос
Газосодержание при давлении выше давления насыщения будет
постоянным
снижаться
увеличиваться
Rsb = Vгаза из нефти / Vнефти при ст усл

Ответ
Газосодержание при давлении выше давления насыщения будет постоянным

Объемный коэффициент
Объемный коэффициент пластовой нефти равен отношению объема, занимаемого углеводородной жидкой фазой пластовой смеси при пластовых условиях Vr, к объему дегазированной нефти при стандартных условиях Vosc
Во = Vo res / Vo sc
Аналогично для газа Вg = Vg res / Vg sc
Вопросы:
Где нефть занимает больший объем в пласте или на поверхности
(при нормальных условиях)? Почему?
Где газ занимает больший объем в пласте или на поверхности
(при нормальных условиях)? Почему?

Вопрос
Объемный коэффициент нефти при давлении выше давления насыщения будет
постоянным
снижаться
увеличиваться
Во = Vo res / Vo sc

Ответ
Объемный коэффициент нефти при давлении выше давления насыщения будет снижаться

Плотность
Под плотностью пластовой нефти понимается масса нефти, извлеченной из недр с сохранением пластовых условий, в единице объема. Плотность пластовой нефти обычно в 1.2 – 1.8 раза меньше плотности дегазированной нефти, что объясняется увеличением ее объема в пластовых условиях за счет растворенного газа.

Сколько тонн в барреле легкой нефти (плотность 850 кг/м3)?
Вопрос

Ответ

Вязкость
Под вязкостью пластовой нефти понимают силу трения (внутреннего сопротивления), возникающую между двумя смежными слоями внутри жидкости или газа на единицу поверхности при их взаимном перемещении
Вязкость нефти увеличивается при выделении газа (снижение давления ниже давления насыщения) и увеличении плотности.

Сжимаемость.
Сжимаемость — свойство вещества изменять свой объём под действием всестороннего равномерного внешнего давления. Сжимаемость характеризуется коэффициентом сжимаемости, который определяется формулой
где V — это объём вещества, p — давление; знак минус указывает на уменьшение объёма с повышением давления.
Коэффициент сжимаемости показывает, на сколько увеличится объем нефти при снижении давления на одну атмосферу.
Данный коэффициент необходим для оценки упругих сил, развиваемых нефтью в пласте в процессе ее отбора при давлениях выше давления насыщения.

Уравнение состояния идеального газа
где P – давление,
V – объём,
n – количество вещества,
R – универсальная газовая постоянная,
T – абсолютная температура.
PV = nRT

Уравнение состояния реального газа
PV = ZnRT
где Z – коэффициент сжимаемости газа;
P – давление,
V – объём,
n – количество вещества,
R – универсальная газовая постоянная,
T – абсолютная температура.